[기계요소] 용접에 대하여
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- 목차
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개요
장단점
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- 본문내용
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2.1 용접개요
1) 용접의 정의
- 용접이란 2개 혹은 그 이상의 물체나 재료를 용융 또는 반용융 상태로 하여 접합하든가, 상온상태의 부재를 접촉시키고 그 압력을 작용시켜 접촉면을 밀착시키면서 접합하는 금속적이음, 또는 두 물체사이에 용가재를 첨가하여 간접적으로 접합시키는 작업을 말한다.
2) 용접이음의 장단점
(1) 장점
① 용접구조물은 균질하고 강도가 높으며 절삭칩이 적으므로 재료의 중량을 절약할 수 있다.
② 이음의 형상을 자유롭게 선택할 수 있으며 구조를 간단하게 하고 재료의 두께에 제한이 없다.
③ 기밀과 수밀성이 우수하다.
④주물에 비하여 신뢰도가 높으며, 이음의 효율을 100%까지 높일수 있다.
⑤ 주물제작과정과 같이 주형이 필요하지 않으므로 적은수의 제품이라도 그 제작에 있어 능률적이다.
⑥ 용접준비와 용접작업이 비교적 간단하며 작업의 자동화가 용이하다.
(2) 단점
① 용접부가 단시간에 금속적 변화를 겪음으로서 취성 등의 영향을 발생하므로 적당한 열처리로 취성의 성질을 여리게 하여야 한다.
② 용접부는 열영향에 의해 변형 수축되므로 용접한 재료내부에 내부응력이 생겨 균열 등의 위험이 발생하게 된다. 그러므로 용접부의 변형수축은 풀림처리를 하여 잔류응력을 제거하도록 하여야 한다.
③ 용접구조에서 구조물은 한덩어리로 되어 있으므로 균열이 발생하였을때에는 균열이 퍼져나가 전체가 파손될 우려가 있다. 한 예로 용접선박이 해상에서 반으로 쪼개진 사례도 있다고 한다. 그러므로 균열전파의 방지를 위한 설계가 필요하다.
④ 용접공의 기술에 의하여 결합부의 강도가 좌우되므로 숙련된 기술이 필요하다.
⑤ 기공, 균열 등의 여러 가지 용접결함이 발생하기 쉬우므로 이들의 검사를 하여야 한다.
⑥ 용접부는 응력집중에 민감하고 구조용 강재는 저온에서 취성파괴의 위험성이 발생하기 쉬우므로 각별한 주의가 필요하다.
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2) 용접이음의 강도계산
(1) 강도계산을 위한 가정
① 국부적인 응력집중은 고려하지 않는다. 즉 루트부나 토부끝단의 응력집중은 고려하지 않으며 응력은 목단면에 일정하게 작용하는 것으로 본다
② 파괴는 목단면에서 일어나지 않을수도 있지만 강도계산은 목단면에 작용하는 응력으로 한다. 즉 목단면을 위험단면(파단면)으로 한다
③ 잔류응력은 고려하지 않는다
(2) 필릿용접
-이론목두께는 응력계산에는 사용하지만 설계도면에는 사용하지 않는다. 설계도면에서는 각장 (필릿의 크기 즉, 다리의 길이)으로 지시하는 것이 보통이다 각장은 용접부의 단면적과 용착량을 좌우하므로 잘 결정하여야 한다.
(3) 안전율 및 허용응력
① 안전율
용접이음의 안전율에 영향을 미치는 인자로는 모재 및 용착금속의 기계적 성질, 재료의 용접성, 하중의 종류, 시공조건 등에 따라 다르나 일반적으로 사용할 수 있는 각종재료에 대한 안전율로 언윈(Unwin)이 발표한 것으로는〈표2.2-1〉과 같다
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